AstroGeo Podcast: Theias großer Einschlag – wie der Mond entstanden ist
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Im Juni 1986 erlebten Planetenforscher einen Heureka-Moment. Denn sie waren zum ersten Mal einig, wie die Erde zu ihrem ungebührlich großen Mond gekommen ist. Diese Erklärung gilt bis heute als das wahrscheinlichste Szenario: Kurz nach der Entstehung der Erde vor rund 4,5 Milliarden Jahren stieß ein marsgroßer Planet mit der Protoerde zusammen. Aus dem verdampften Gestein, das dabei ins All geschleudert wurde, bildete sich wenig später der Mond.
Karl erzählt in dieser Folge, wie es zu diesem Heureka-Moment kam – denn nur wenige Jahre zuvor war die Forschungswelt noch hochgradig zerstritten, was die Entstehung des Mondes anging. Mindestens eine Handvoll Hypothesen war im Rennen. Man diskutierte, ob der Mond sich von der Erde durch allzu große Fliehkraft abgespalten hatte oder ob er friedlich an der Seite der Erde aus dem Urnebel gewachsen war. Andere glaubten an ein eingefangenes Objekt aus der kosmischen Nachbarschaft – oder sogar an eine natürliche, nukleare Explosion tief im Erdinneren nahe dem Erdkern.
Schon in den 1940er Jahren war dem kanadischen Geologen Reginald Daly aufgefallen, dass die mittlere Dichte des Mondes recht genau der Dichte des Erdmantels entspricht. Aber erst die astronautischen Mondlandungen des Apollo-Programms und die Proben verschiedener Raumsonden brachten ab 1969 Gewissheit: Erdmantel und Mond müssen aus dem gleichen Urmaterial entstanden sein. Gleichzeitig besitzt der Mond nur einen winzigen Eisenkern. Alles zusammen wirkte wie ein Sieb für die diversen Modelle der Mondentstehung. Übrig blieb am Ende nur der große Einschlag.
Trotz der klaren Hinweise bleiben bis heute einige Fragen offen. Zum Beispiel ist weiter unklar, warum zwar der Fingerabdruck der Sauerstoff-Isotope in Erdmantel und Mond sehr gut übereinstimmen – immerhin das häufigste Element von Erde und Mond – aber einige Spurenstoffe teilweise radikal abweichen. Dazu gehört der Anteil von Eisen und anderen Metallen, aber auch von flüchtigen Stoffe wie Wasser oder Kohlendioxid. Herausfordernd für die heutige Forschung ist vor allem das Wachstum des Mondes direkt nach dem großen Einschlag, bei dem es ziemlich heiß hergegangen sein muss.
Mehr bei AstroGeo
- Folge 78: Kernenergie vor 2 Milliarden Jahren: Der Atomreaktor Oklo
- Folge 51: Die verlorenen Mondspiegel
- Folge 42: Das wertvollste Material der Welt
Weiterführende Links
- WP: Entstehung des Mondes
- WP: George Darwin
- WP: Basalt
- WP: Innerer Aufbau des Mondes
- WP: Reginald Daly
- WP: Giant-impact hypothesis (englisch)
- WP: Theia (Protoplanet)
- WP: Synestia (englisch)
Quellen
- Fachartikel: Daly: Origin of the Moon and Its Topography, Proceedings of the American Philosophical Society, (1946)
- Fachartikel: Cameron & Ward: The Origin of the Moon, Lunar and Planetary Science (1976)
- New York Times: Moon’s Creation now Attributed to Giant Crash (1986)
- Fachartikel: Lock et al.: The Origin of the Moon Within a Terrestrial Synestia, Journal of Geophysical Research – Planets (2018)
- Fachartikel: Yuan et al.: Moon-forming impactor as a source of Earth’s basal mantle anomalies, Nature (2023)
- Fachartikel: Sossi, Nakajima & Khan: Composition, Structure and Origin of the Moon, ArXiv/Preprint (2024)
Episodenbild: CC-BY-SA 3.0 Rolf Hempel / Wikimedia Commons
Guter Mond, du gehst so stille
Besten Dank für diese Astro-Geo Episode über die Entstehung des Mondes. Im Gegensatz zur Vorgänger-Episode über das Alter der Sterne nichts Neues für mich, aber dennoch spannend. George Darwins Abspaltungstheorie – schnelle Erdrotation führt zur Abspaltung des Mondes – scheint mir für damals bereits eine sehr gute Hypothese, denn es basiert auf einem physikalischen Prozess, den man bereits mit Newtons Mechanik durchrechnen und ja, widerlegen kann. Auch die Einfang- und Kollisionstheorien sind gut durchrechenbar. Interessant, dass derGeologe Reginald Daly in seiner Kollisionstheorie schon 1946 Anzeichen dafür sah und fand, dass der Erdmantel und der Mond aus dem gleichen Material bestünden, denn 1946 gab es ja noch wenig Wissen und Daten zum Mond. Die Neigung der Mondumlaufbahn zur Ekliptik war allerdings schon 1946 bekannt und diese Neigung passt – wie Karl Urban ja darlegt – nicht gut zur Schwester-Köper Hypothese, also zur These, Erde und Mond seien gleichzeitig aus dem gleichen Baumaterial und im gleichen Akkretionsprozess entstanden.
Gut auch all das heutige Wissen um Ähnlichkeit der Mond- und Erdchemie bezugsweise den ähnlichen Verhältnissen von Radioisotopen bei Mond und Erde, was sehr gut dazu passt, dass Mond und Erde einmal zusammen waren.
Hier noch ein kleine Nebenbemerkung, ja ein
Korrigendum: Anders als Karl Urban ganz zu Beginn sagt, ist es nicht so, dass der Mond via Gezeitenwirkung Energie auf die Erde überträgt und dabei selber an Energie (an Rotationsenergie) verliert. Es ist gerade umgekehrt: Die Gezeitenwirkung des Mondes verlangsamt die Erde und verkleinert damit die Rotationsenergie der Erde. Als Reaktion darauf gewinnt der Mond etwas an Energie und das hauptsächlich in Form von potentieller Energie, denn dadurch, dass der Mond sich von der Erde entfernt, gewinnt er an potenzieller Energie. Insgesamt wird aber die Energie des Gezeitenprozesses nicht gleichmässig auf Mond und Erde verteilt, vielmehr verliert die Erde viel mehr Energie als der Mond gewinnt. Ein wichtiger Teil der Gezeitenenergie wird übrigens auf der Erde in Wärmeenergie umgewandelt ((Gezeitenreibung im Ozean und im Erdmantel).
Hier noch die Textstelle mit Aussagen von Karl Urban auf die ich mich beziehe:
Etwas gilt es hier zu beachten: Obwohl der Mond durch die Gezeitenwirkung Energie gewinnt, wird seine Bahngeschwindigkeit auf der höheren Umlaufbahn laut den Keplerschen Gesetzen tatsächlich langsamer. Der Energiegewinn des Mondes realisiert sich nicht in einem Geschwindigkeitsgewinn, sondern in einer Bahnanhebung.
Kurzum: Sehr gut vorgetragene Argumente und Indizien im Gerichtsprozess um die richtige Monentstehungs-Theorie
Modelle sind keine Theorien. (Und Theorien sind keine Modelle.)
Bestimmte Werte einer Größe sind nicht die Mess-Operator-Definition dieser Größe. …
Martin Holzherr schrieb (26.01.2026, 21:02 Uhr):
> Besten Dank für diese Astro-Geo Episode über die Entstehung des Mondes. […] Einfang- und Kollisionstheorien […] die richtige Mondentstehungs-Theorie […]
Wie im obigen SciLog-Artikel (und auch im verlinkten Transkript) nachzulesen, geht es stattdessen (von einer “abseitigen” Ausnahme abgesehen) um
> George Darwins Abspaltungstheorie – schnelle Erdrotation führt[e] zur Abspaltung des Mondes
Auch dabei handelt es sich offenbar um ein (1879 vorgebrachtes, mittlerweile als widerlegt geltendes) Modell der Mondentstehung.
Die Theorie, in der die wesentlichen Begriffe bzw. Größen definiert sind, von denen Darwins Mond-Abspaltungs-Modell bestimmte Werte zusammenfasst
(insbesondere betreffend “Tangentialgeschwindigkeit”, “Fluchtgeschwindigkeit”, “Viskosität”) nennt sich stattdessen “Die klassische Mechanik”, insbesondere ihre Gebiete “Himmels-Mechanik” und “Elastizitäts-Theorie”.
(Im verlinkten Transkript findet sich im Zusammenhang mit George Darwin weder der Begriff “Modell”, noch “Theorie”, sondern “Idee” bzw. “Hypothese” …)
> […] der Geologe Reginald Daly in seiner Kollisionstheorie schon 1946
Kollisions-Modell der Mondentstehung.
Der Begriff “Kollision” und insbesondere die Denkmöglichkeit bzw. Fragestellung nach eventuellen Kollisionen der Erde mit anderen Objekten (u.a. mit Äpfeln)
wurde nicht erst 1946 von Reginald Daly erfunden; und gewiss auch nicht unabhängig neu/letztmalig erdacht.
p.s.
> Die Gezeitenwirkung des Mondes verlangsamt die [Rotation der] Erde und verkleinert damit die Rotationsenergie
… als auch den Rotations-Drehimpuls (der in diesem Zusammenhang bilanziert ist) …
> der Erde.
> […] Ein wichtiger Teil der Gezeitenenergie
… also der o.g. entzogenen Erd-Rotationsenergie …
> wird übrigens auf der Erde in Wärmeenergie umgewandelt (Gezeitenreibung im Ozean und im Erdmantel).
Und der andere Teil erhöht die System-Energie des gravitativ gebundenen Erde-Mond-Systems, was insbesondere mit Vergrößerung der mittleren Erde-Mond-Entfernung und Erhöhung des Mond-Bahn-Drehimpulses einhergeht.
Von etwaiger “potentieller Energie des Mondes (an sich)” muss dabei keine Rede sein. …